Математика и ящерицы: как финансовая аналитика объяснила эволюцию
На протяжении более полутора веков эволюционная биология разрывалась между двумя масштабами времени: быстрыми, почти сиюминутными изменениями внутри вида и величественным, медленным танцем видообразования, длящимся миллионы лет. Ученые долго спорили, можно ли сложить мозаику микроэволюционных событий в целостную картину макроэволюции.
Казалось, между ними лежит непреодолимая пропасть. Но, как это часто бывает в науке, прорыв пришел оттуда, откуда не ждали — из мира финансов и биржевых торгов. Исследователи из Университета Квинсленда, вооружившись математической формулой, используемой для анализа портфелей акций, и данными о красочных центральноамериканских ящерицах, совершили то, что казалось невозможным: они создали первую в мире математическую модель, которая объединила оба эволюционных процесса в единую стройную систему.
Разработанная доктором Симоной Бломберг, эта новаторская модель представляет собой мощный инструмент для разрешения давнего научного спора о том, может ли микроэволюция полностью объяснить все многообразие макроэволюционных процессов. Суть ее подхода заключается в адаптации математических методов, изначально созданных для иллюстрации динамики портфелей акций и корреляции цен на акции разных компаний во времени.
Симона Бломберг подчеркивает историческую связь между экономикой и эволюционной биологией, берущую начало еще со времен Чарльза Дарвина, который черпал вдохновение в идеях экономиста Томаса Мальтуса. Однако в данном случае заимствование является прямым и техническим: сложные уравнения были применены к конкретному набору данных, описывающих эволюцию рода ящериц Anolis.
В исследовании были использованы обширные данные о семи видах этих небольших ящериц, включающие измерения восьми различных признаков, таких как длина костей ног, размер челюсти и ширина головы. Применив финансово-математическую модель к этим биологическим данным, ученые с удивлением обнаружили, что она идеально подходит для описания сложных взаимосвязей между признаками, которые совместно эволюционировали у разных видов Anolis.
Ключевым достижением стало использование передовых геометрических методов, которые позволили с высокой точностью проследить эволюционную траекторию ящериц, сохраняя при этом верную генетическую связь между всеми изучаемыми признаками на протяжении всего процесса — как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.
Это открытие имеет далеко идущие последствия для будущего эволюционной биологии. Симона Бломберг выражает надежду, что созданная модель будет взята на вооружение другими учеными и подвергнута тщательной проверке на более обширных наборах данных по различным видам организмов. Такой подход открывает путь для строгой проверки многих эволюционных теорий, например, о конвергенции признаков у неродственных видов или о конкретной роли естественного отбора в формировании всей эволюционной истории живых существ. Исследование было опубликовано в авторитетном журнале Evolution Letters.